隔膜泵自动化培训讲义

隔膜泵自动化培训讲义北洺河铁矿选矿车间概述概述/简介简介l电气系统的组成l电气设备的位置l各部分功能/原理介绍l安装、调试和运行l检修和维护l常见故障的分析和处理第一部分电气系统的组成第一部分电气系统的组成l拖动单元l控制单元l监控和操作单元l仪表和传感器单元构成 第一部分电气系统的组成主电机变频器控制柜A*操作箱T*控制单元拖动单元上位机辅助设备监控操作单元仪表和传感器单元电源控制柜柜输入输出隔离板PLC控制柜拖动单元l拖动单元为主泵的运行提供动力。它包括主电机（马达）和变频器。仪表和传感器单元l进出料端的压力传感器，P2.1)l进出料端的压力表（，）l隔膜位置检测用的磁式传感器l推进液压力表（PT1）l空气压力表（PA1）仪表设定值 仪表名称 信号类型 设定上限 设定下限 备注 P1、1 4-20mA 0.2MPa P2、1 4-20mA？MPa P1、2 现场显示 P2、2接点信号 PT1接点信号 1.2MPa 0.5MPa PA1接点信号0.45MPa 监控和操作单元l监控和操作单元在硬件上是由：l泵站一级的上位机l现场操作控制柜T*组成控制单元 l控制单元在物理结构上由：l控制柜A*l现场操作控制柜T*组成 控制柜A*l控制柜A*为整个系统（除变频器的主电源）提供配电和控制逻辑。它包括：l系统主PLCl低压配电元件现场操作控制柜T*l现场操作控制柜T*具有:l联络泵本体的仪表和传感器l补排油电磁阀激励l接收并向主PLC传递现场信息l现场操作的作用 控制单元l控制单元在功能上由:l主泵电机控制l隔膜位置控制l辅助设备控制组成 主泵电机控制l主泵电机控制通过逻辑条件下的启动/停止控制和主电机的调速控制来实现物料介质的输送隔膜位置控制l隔膜位置控制是根据隔膜导杆的运行轨迹来判断隔膜的压缩（运行）状态，通过嵌入隔膜导杆（无磁介质）的磁环发出的磁感应信号作用于自制的磁式传感器，该传感器将信号传递给系统PLC，完成对隔膜位置的检测。检测后的隔膜位置控制由隔膜室上的补/排油气阀的开启/闭合进行，即：通过隔膜室油量的控制来实现隔膜位置控制辅助设备控制l辅助设备控制是指对于冲洗泵、润滑泵、推进液泵、主电机的风冷电机以及减速机冷却油泵的控制 辅助设备控制l冲洗泵是用于对“介杆”喷洒液压油进行冷却冲洗l润滑泵是用于对“十字头”及齿轮和轴承进行润滑冷却l推进液泵是用于提供给隔膜室补油的推进液泵l主电机的风冷电机是用于对主电机进行冷却l减速机冷却电机用于对减速机进行冷却 第 二 部 分 电 气 设 备 的 位 置第三部分各部分功能/原理介绍l主泵电机工作原理 l辅助设备工作原理 l补排油工作原理主泵电机工作原理l主泵电机的启动条件l主泵电机的停止条件 l主泵电机的调速方式l操作权限的选择 l开/停机顺序主 泵 电 机 的 启 动 条 件la)冲洗泵运行正常；lb)润滑泵运行正常；lc)推进液泵运行正常；ld)主泵电机的强制风冷电机运行正常；le)减速机冷却电机运行正常；lf)推进液空气压力；lg)出料端压力 额定设定压力的最大值；lh)综合故障停机信号；lj)外部提供的停止信号;l以上条件为”或条件”主 泵 电 机 的 调 速 方 式l主泵电机的调速方式可以由现场控制箱T*上的加减速按钮、变频器面板、泵站的上位机速度给定以及DCS系统速度给定来进行。具体应用的调速方式由选择的现场/泵站的上位机/DCS系统的操作权限而定。并且几种调速方式不能同时生效l注意：不管采取那种调速方式，主泵电机运行注意：不管采取那种调速方式，主泵电机运行的初期，必须将变频器的频率控制在的初期，必须将变频器的频率控制在10HZ以内，以内，以确保对各个隔膜室进行充分的补以确保对各个隔膜室进行充分的补/排油及排气排油及排气工作。在确认各个隔膜室无补工作。在确认各个隔膜室无补/排油进行后方可排油进行后方可对主泵电机提速对主泵电机提速l注意：正常停机时，在停机前需要将变频器的注意：正常停机时，在停机前需要将变频器的频率降至频率降至10HZ以内再停机。这样有利于对泵的以内再停机。这样有利于对泵的保护保护 操作权限的选择l现场控制箱上的检修按钮具有最高的权限,当检修按钮被置位时,只能由现场进行操作l当检修按钮被复位后，操作的权限才由现场交出，这时的操作权限归属泵站的上位机或DCS 开/停机顺序l开机顺序lA启动润滑泵lB启动冲洗泵lC启动推进液泵 lD主泵电机的强制风冷电机运行lE减速机冷却电机运行lF主泵电机运行指示灯闪亮lG启动主泵电机lH无补/排动作lI阶段升速lJ无补/排动作lK继续升速l注意：启动冲洗泵和润滑泵后，应该使得冲洗液和润滑液注意：启动冲洗泵和润滑泵后，应该使得冲洗液和润滑液充分到达相应的冲洗和润滑点后才允许开动主泵电机充分到达相应的冲洗和润滑点后才允许开动主泵电机停机顺序l减速至10HZ以内l停止主泵电机l停止推进液泵l停止冲洗泵l停止润滑泵l注意：主泵电机的强制风冷电机运行和停止以及减速机冷却电机运行和停止是自动进行的，因此启动主泵电机前需要检查它们的状态是否正常辅助设备工作原理l润滑泵工作原理l冲洗泵工作原理l推进液泵工作原理润滑泵工作原理l润滑泵的启动/停止逻辑是简单的单回路控制逻辑，它的启动/停止根据操作权限由上位机或现场来进行，当检查主回路线路通畅，确认运转方向后，旋转启动/停止旋钮进行控制。只有当电机过热或者存在短路现象时，系统会自动停止润滑泵电机，并向系统发出报警信息，要求停止主泵电机。l注意：当操作权限由现场移交给上位机后注意：当操作权限由现场移交给上位机后现场的启动现场的启动/停止旋钮会对控制失去作用。停止旋钮会对控制失去作用。冲洗泵工作原理l冲洗泵的启动/停止逻辑是简单的单回路控制逻辑，它的启动/停止根据操作权限由上位机或现场来进行，当检查主回路线路通畅，确认运转方向后，旋转启动/停止旋钮进行控制。只有当电机过热或者存在短路现象时，系统会自动停止润滑泵电机，并向系统发出报警信息，要求停止主泵电机。l注意：当操作权限由现场移交给上位机后注意：当操作权限由现场移交给上位机后现场的启动现场的启动/停止旋钮会对控制失去作用。停止旋钮会对控制失去作用。推进液泵工作原理l推进液泵是手动启动后的自动运行的设备。l启动条件：确认运转方向正确，检查主回路线路通畅，启动旋钮置位，推进液压力小于设定下限值。l停止条件：推进液压力达到设定上限值，系统短路。l注意：推进液泵启动后推进液压力长时间注意：推进液泵启动后推进液压力长时间未达到设定上限值，应该对推进液系统油未达到设定上限值，应该对推进液系统油路和泵的状态进行检查。路和泵的状态进行检查。补排油工作原理l隔膜破损判断l更换隔膜时注意事项l初始补油l检测原理隔膜破损判断l隔膜破损的时候在外观上基本上会出现补油的动作频繁。流量下降，电机电流波动较大。当出现上述情况应及时停机，检查隔膜室内是否有料浆混入。简单的检查方法是：通过打开放气阀或排油阀查看油质变化。l注意：由于机械密封或其它问题引起的隔膜室油量的大量泄露同样会出现类似隔膜破损的表征。更换隔膜时注意事项l当发现隔膜破损时，应及时检查导杆的支撑套是否有划伤或磨损;l导杆与支撑套的间隙是否过大;l导杆与支撑套的间隙应该不要大于2mm为合适。l还要及时检查补/排油的磁信号传感器的信号准确性。l分析隔膜破损的原因，更换损件。初始补油l当更换完隔膜时，操作箱的“本地/远程”旋钮选择“本地”。相应的隔膜室把“初始补油”选钮置位，即相应的隔膜室处于初始补油状态。这时主机会自动启动并开始盘车补油。在盘车补油的整个过程中排气阀要一直处于打开状态，待空气排净或升速前关闭。l注意：初始补油的过程中，无法调速。如不出现补油信号，或转2个周期后盘车补油结束。初始补油旋钮复位。补/排油原理l第一代的传感器和原理l第二代的传感器和原理l第三代的传感器和原理l第四代的传感器和原理简介l上图就是我们第一代的传感器和检测原理的简图l它是极限点的检测l检测元件是苷簧继电器l它存在吸合寿命l它是机械金属触点，随温度变化影响较大 简介l上图就是我们第二代的传感器和检测原理的简图l检测元件是磁式传感器 l实现了区域控制简介l上图就是我们第三代的传感器和检测原理的简图l为了克服初始补油以及隔膜异常变形方面存在的问题，我们在补油传感器的补油方向15mm处安装了另一传感器，我们称之为补油2;l它能准确地判断初始补油的实际位置，又能够根据回程磁环来感应补油2的信号判断排油，也就是我所说的补油排油。简介l上图就是我们第四代的传感器和检测原理的简图l隔膜位置控制更趋稳定、更简单、理论更易于推广l我们改变了传感器的安放位置，使其在原理上等同于苷簧继电器 l磁式传感器的上升沿方波远远大于于苷簧继电器的窄脉冲而能够覆盖补排油的后面区域，不存在检测盲区。第四部分安装、调试和运行l4.1 主要电气设备的安装l4.2 接线的注意事项l4.3 调试l运行4.1 主要电气设备的安装l主电机的安装和接线要求严格按照电机的使用说明书及电气原理图进行。l变频器的安装和接线要求严格按照变频器的使用说明书进行，满足关于空间、散热、电磁辐射和接线等相关技术要求。l原则上对于A*可编程控制柜的安装只要求安装空间宽敞、检修方便就可以了。A*可编程控制柜的安装接线详见端子网络接线图。lT*操作箱直接安装在了泵体上，它与现场控制元件和仪表的连接在出产前已经完成。T*操作箱和A*可编程控制柜的接线详见端子网络接线图。4.2 接线的注意事项l动力电缆和控制电缆以及通讯电缆为了避免干扰的合理布置；l这里的合理布置是指：线缆的选择应该为屏蔽线和屏蔽双绞线、平行布置时的合适垂直距离以及满足相关电磁辐射的技术要求。l严格按照图纸进行，具体接线图详见端子网络接线图。l动力电缆和控制电缆以及通讯电缆为了避免干扰的合理布置；l这里的合理布置是指：线缆的选择应该为屏蔽线和屏蔽双绞线、平行布置时的合适垂直距离以及满足相关电磁辐射的技术要求。l严格按照图纸进行，具体接线图详T*端子网络接线图。4.3 调试4.3.1 调试前的准备l调试前进行下述行为是必要的：l电气设备的外观检查l接线的校准要参照电气原理图中的端子图进行l确定各仪表的设定值准确4.3 调试 4.3.2 调试的内容和步骤送电l确保供电电压准确；l电网波动在正常范围；l确保按照分级送电原则进行 4.3 调试 4.3.2 调试的内容和步骤l现场调试la.将操作权限选到现场控制，即：“本地/远程”选钮置“本地”位；lb.按下“试灯/笛”查看现场控制柜的指示灯；lc.查看空气压力表，看系统风源是否正确；ld.启动润滑泵，检查转向是否正确，如果不正确断电改线，如果正确保持运行；le.启动冲洗泵，检查转向是否正确，如果不正确断电改线，如果正确保持运行；lf.启动冲推进液泵，检查推进液压力表是否升压至上限电机停止，如果不升压则断电改线，调整电机旋转方向，确保推进液泵电机运行后推进液压力迅速上升并至上限停止。这时手动将推进液压力卸掉，看推进液压力达到下限时，电机是否自动启动，如果启动应该立即锁紧卸压阀，如果不启动则应检查线路和程序；lg.上述工作结束后可以进行初始补油，初始补油的概念是：当某一隔膜室更换隔膜后或者隔膜室盖因为某种原因拆卸而重新安装后（即某一隔膜室内无油或严重缺油）需要对相应隔膜室进行的补油行为称为初始补油。这时将需要初始补油的隔膜室的“盘车补油”旋钮置位，然后将“主电机启动/停止”旋钮置于“启动”位置，初始补油工作开始自动进行。初始补油一般会在曲轴运转2个周期后结束，完成对相应隔膜室的补油。这时，将初始补油的隔膜室的“盘车补油”旋钮复位，即可对主泵电机进行提速。lh.隔膜室的空气排空在提速以后断续进行，具体的做法是：在变频器速度升到15HZ左右并且运行10分钟以上，打开结束初始补油的隔膜室排气阀门，直到推进液油的排出，关闭排气阀门完成空气排空。在继续升速5-10HZ后重复上述行为，直至空气排空。在打开排气阀门时会伴随补油动作产生。运行l正式运行的操作权限应该由现场交出，由上位机进行。因此，在进行完现场调试后，应该在停机的状况下将“本地/远程”按钮旋至“远程”，并复位所有现场操作旋钮，由上位机进行操控。这时现场操作除“急停”按钮外，其它操作失效。l运行后应该在上位机上观察：l压力/电流/流量曲线，如果振幅值较大，且入口压力P1正常，则说明某个隔膜室工作效率较低，可能的原因是进/出料阀工作不正常，这时要到现场对进/出料进行检查；l补/排油的记录画面，查看补/排油的记录次数以及推进液泵的工作次数，查看是否异常。第五部分检修和维护l为了能够让设备连续无故障的运行，其巡检的工作是完全有必要的l5.2 传感器的检查 名称位置巡检工作各控制钮接线端子接线是否松动变频器柜保持清洁电控柜内保持清洁，各个电气元件有无松动泵体电机电机运转正常，接线盒清洁，无短路泵体仪表反应灵敏，信号准确，保持清洁冲洗泵 检查冲洗液管道的压力表以及冲洗液是否到位；润滑泵 检查润滑液管道的压力表；推进液泵 检查推进液管道的压力表；系统风源 检查空气压力表；减速机冷却泵 检查冷却泵的压力表；变频器 检查报警和故障信息；工作压力表 检查数值是否与计算机显示相符；信号灯和警笛 无故障5.2 传感器的检查l在隔膜破损后要及时检查导杆的支撑套和磁信号发生器，如有损坏要立即更换。它们对于隔膜泵连续长时间的稳定运转起着主要作用l要每3个月对磁信号传感器，接近开关，推进液压力开关，空气压力开关，工作压力开关，压力变送器（进料），压力变送器（出料），两位三通电磁气阀进行检查。尤其是磁信号传感器盒内部，要保持清洁不要有，水，油污等。如有会导致传感器的灵敏度，隔膜运动的范围，及使用的寿命，甚至短路，造成停车！l泵体要定期清洁，线号要清晰可见，以便维修l每次开停车及出现的故障要求做记录，便于常出现的问题分析、解决第六部分常见故障的分析和处理l辅助泵报警l工作压力，空气压力报警l补排油报警l变频器报警和故障辅助泵报警l润滑泵、冲洗泵、推进液泵如出现运行灯闪烁同时蜂鸣器鸣响l检查各个相应的空开，接触器和过热l报警笛会断续鸣响l按下停笛后报警笛停止l如故障存在则无法复位工作压力，空气压力报警l工作压力当达到工作压力上限时报警不停车l当达到上上限时报警停车，声光报警，故障消除可复位重启l当空气压力低于时，声光报警，停车。压力高于时，可复位重启l空气压力低可能是系统气源消失而引起的，要求检查气源情况l注意：空气压力低会引起系统隔膜室的油量紊注意：空气压力低会引起系统隔膜室的油量紊乱，因此当出现空气压力低时应该及时停机处乱，因此当出现空气压力低时应该及时停机处理理l注意：由于工作压力表抖动而引起的瞬间的工注意：由于工作压力表抖动而引起的瞬间的工作压力过高可以被屏蔽作压力过高可以被屏蔽补排油报警l出现连续15次补油且不停车，检查排气管状态，检查是否存在漏油点，判断相应隔膜室的隔膜，如果认定隔膜破损应该立即停车更换l出现连续15次补油且停车，检查相应隔膜室隔膜。如有破损停车更换。可复位停止报警，重新开车l如出现排油灯闪烁，隔膜室内油量可能会多，可打开放气阀来控制油量变频器报警和故障l变频器为泵的运行提供动力，因此，当遇到变频器报警和故障时，必须严格按照变频器使用说明书相关的报警和故障处理方法进行处理。必要时联络变频器的技术支持l注意：变频器的参数设定只能查阅，任何注意：变频器的参数设定只能查阅，任何未经过设计和生产商认定的修改都有可能未经过设计和生产商认定的修改都有可能引起系统故障引起系统故障